Підсилювач підмодулятора радіомовного передавача - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Методи розробки структурної схеми пристрою. Вибір схеми підсилювача потужності та типу транзисторів. Розрахунок співвідношення сигнал-шум та частотних спотворень каскадів. Розробка блоку живлення та структурної схеми пристрою на інтегральних мікросхемах.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1. Розробка структурної схеми пристрою
1.2 Вибір схеми підсилювача потужності
1.4 Визначення загального коефіцієнта підсилення пристрою по потужності
1.5 Розрахунок співвідношення сигнал/шум
1.6 Розрахунок частотних спотворень каскадів
1.6.1 Розрахунок частотних спотворень в області низьких частот
1.6.2 Розрахунок частотних спотворень в області високих частот
1.7 Розрахунок нелінійних спотворень
1.8 Розробка структурної схеми пристрою на дискретних елементах
1.9 Розробка структурної схеми пристрою на інтегральних мікросхемах
2.2 Розрахунок підсилювача потужності на ІМС
3. Моделювання підсилювального каскаду
3.2 Розробка моделі та дослідження підсилювача
1. Розробка структурної схеми пристрою
За даними індивідуального завдання визначається вхідна за такою формулою
де U вх - напруга вхідного сигналу;
Для для того щоб визначити потужності потрібно розрахувати напруги вхідного та вихідного сигналів за такими формулами
Таким чином. визначаються напруги вхідного та вихідного сигналів за формулами, відповідно, (1.2) і (1.3) :
По закінченню визначення напруг вхідного сигналу та вихідного, визначаються вхідна та вихідна потужність за формулою (1.1), відповідно:
Оскільки напруга виходу занадто велика застосуємо трансформатор з коефіцієнтом трансформації n=5 , тоді:
В даній системі у ролі навантаження виступає гучномовець або акустична система. Її необхідно обрати виходячи з умов номінальної вихідної потужності, смуги робочих частот, номінального опору та коефіцієнту гармонік. Визначимо номінальну потужність за формулою:
де - вихідна потужність підсилювача.
Так як підсилювач має велику вихідну потужність в 150 Вт, то коефіцієнт дорівнює 5. Відповідно визначимо вихідну номінальну потужність за формулою (1.4):
1.2 Вибір схеми підсилювача потужності
Розраховується джерело напруги за такою формулою:
де - залишкова напруга, що визначає запас по напрузі в роботі транзисторів (для великої вихідної потужності ).
Підставляються значення у формулу (1.5):
Оскільки підсилювач має велику вихідну потужність та значну напругу живлення, тому необхідно обрати схему трансформаторного підсилювача потужності з додатковою симетрією плеч, оскільки вона має поліпшені характеристики та розрахована на велику вихідну потужність.
Першим кроком є визначення корисної потужності, що виділяється кожним транзистором кінцевого каскаду БПП за такою формулою:
Транзистори всіх каскадів обираються за такими параметрами як максимальна напруга між колектором та емітером, максимальний струм колектора, потужність, що розсіюється на колекторі, максимальна робоча частота. Для розрахунку каскадів необхідно визначати вищевказані параметри.
Визначається потужність, що розсіюється на колекторі. За умовою, що каскад працює в режимі АВ, тоді його ККД = 50%. Отже, визначимо шукане значення за формулою:
Наступним кроком є визначення значення амплітуди максимального струму колектора:
Оскільки транзистор працює в режимі АВ, то через нього тече певне значення постійного струму. Визначимо дане значення за формулою:
Максимальний струм колектора дорівнює:
Максимально допустима напруга колектор-емітер розраховується за формулою:
Оскільки вихідні транзистори мають бути розраховані на високу вихідну потужність, значний струм та напругу джерела, то необхідно використовувати імпортні транзистори, оскільки вони є більш сучасними та мають значно кращі характеристики.
Визначивши необхідні параметри транзистора можна здійснити його пошук. Таким чином обирається пара транзисторів 2SC4237-2SC4238 з таким робочими параметрами [2]:
Максимально допустима напруга колектор-емітер: 600 В;
Максимально допустимий струм колектора: 10 А;
Максимально допустима потужність на колекторі: 150 Вт;
Гранична частота підсилення: 15 МГц;
Параметри обраного транзистора цілком задовольняють необхідні параметри, тому транзистор обрано вірно. За частотними параметрами транзистор також цілком задовольняє:
Розраховується КП транзистора, враховуючи, що він включений за схемою спільний колектор:
Визначається потужність, що подається на вхід каскаду за формулами:
Знаходиться значення потужності, що виділяється на передкінцевому каскаді:
Далі необхідно знайти струм, що подається на базу транзисторів кінцевого каскаду. Цей струм відповідає струмові, що виходить з передкінцевого каскаду:
Визначивши всі вимоги до транзисторів передкінцевого каскаду, є змога виконати їх вибір. Таким чином обирається транзисторів: 2 SC1096-2SC1097 з такими параметрами [2]:
Максимально допустима напруга колектор-емітер: 800 В;
Максимально допустимий струм колектора: 3 А;
Максимально допустима потужність на колекторі: 10 Вт;
Гранична частота підсилення: 60 МГц;
Перевіряються частотні параметри транзистора:
Отже за усіма основними параметрами транзистор є задовільним, для використання у даній схемі, тому можна зробити висновок, що його обрано вірно. Визначається КП транзисторів:
Визначимо значення потужності та струму на вході транзистора передкінцевого каскаду за формулою :
Визначається величина потужності, що розсіюється на колекторі транзистора VT3, та необхідна величина його коллекторного струму:
Після визначення основних параметрів транзистор можна вибрати певний транзистор. Таким чином, обирається транзистор 2SC3117 зі схемою включення СЕ. Його параметри [2]:
Максимально допустима напруга колектор-емітер: 400 В;
Максимально допустимий струм колектора: 2 А;
Максимально допустима потужність на колекторі: 10 Вт;
Одинична частота підсилення: 120 МГц;
Для схеми включення спільний емітер необхідно визначити граничну частоту підсилення:
За проведеними розрахунками можна зробити висновок, що транзистор забезпечує значний завал на ВЧ (), але оскільки за ТЗ необхідно забезпечити 3 дБ, то такий транзистор задовольняє такій умові. Слід врахувати також, що пристрій охоплюється глибоким ВЗЗ, що зменшує частотні спотворення, що вносить транзистор. Тому транзистор обрано вірно.
Визначимо значення потужності та струму на входу транзисторів 2каскаду каскаду:
Визначається величина потужності, що розсіюється на колекторі транзистора VT2, та необхідна величина його коллекторного струму:
Після визначення основних параметрів транзистор можна вибрати певний транзистор. Таким чином, обирається транзистор 2SC1473 зі схемою включення СЕ. Його параметри [2]:
Максимально допустима напруга колектор-емітер: 400 В;
Максимально допустимий струм колектора: 0,07 А;
Максимально допустима потужність на колекторі: 0,5 Вт;
Одинична частота підсилення: 50 МГц;
Для схеми включення спільний емітер необхідно визначити граничну частоту підсилення:
Визначається потужність, що подається на вхід каскаду за формулами:
Знаходиться значення потужності, що виділяється на передкінцевому каскаді:
Далі необхідно знайти струм, що подається на базу транзисторів кінцевого каскаду. Цей струм відповідає струмові, що виходить з передкінцевого каскаду:
Визначивши всі вимоги до транзисторів передкінцевого каскаду, є змога виконати їх вибір. Таким чином обирається транзистор: 2SC1473 з такими параметрами [2]:
Максимально допустима напруга колектор-емітер: 400 В;
Максимально допустимий струм колектора: 0,07 А;
Максимально допустима потужність на колекторі: 0,5 Вт;
Гранична частота підсилення: 50 МГц;
Перевіряються частотні параметри транзистора:
Отже за усіма основними параметрами транзистор є задовільним, для використання у даній схемі, тому можна зробити висновок, що його обрано вірно. Визначається КП транзисторів:
1.4 Визначення загального коефіцієнта підсилення пристрою по потужності
Загальний коефіцієнт потужності визначається за формулою:
де - поправочний коефіцієнт, що враховує охоплення каскадів зворотнім зв'язком;
- поправочний коефіцієнт, що враховує введення регулятора тембру;
- потужність, що виділяється на вході першого каскаду.
Перший поправочний коефіцієнт визначається як квадрат глибини зворотного зв'язку, яким охоплений пристрій. Визначимо коефіцієнт, якщо глибина зворотного зв'язку А=11:
Підставимо знайдені значення у формулу (1.6) та визначимо необхідний КП:
Визначимо КП, що забезпечують транзистори, як суму їх КП:
Таким чином пристрій дає запас по потужності в 3 дБ. Отже всі транзистори обрано вірно і вони забезпечують необхідний коефіцієнт підсилення.
1.5 Розрахунок відношення сигнал / шум
Для проектування багатокаскадних пристроїв розраховують лише напругу шуму першого каскаду. Рівень шуму першого каскаду визначає відношення сигнал/шум усього пристрою. Напругу шуму біполярного транзистора визначають за формулою:
де - еквівалентний вхідний опір (=300 Ом);
- коефіцієнт шуму (для транзистора 2SC1473 ).
Підставляються дані параметри до формули (1.7):
Знаходиться відношення сигнал/шум за формулою:
Отже підсилювач забезпечує необхідне значення сигнал/шум.
1.6 Розрахунок частотних спотворень каскадів
Для області низьких та високих частот розрахунок буде проводитись окремо.
1.6.1 Розрахунок частотних спотворень в області низьких частот
На НЧ ні транзистор, ні схема його ввімкнення не вносять частотних спотворень у АЧХ, отже даними спотвореннями можна знехтувати. Але необхідно забезпечити завал на НЧ в 3 дБ. Для цього обираються такі розділові конденсатори, щоб сума їх спотворень дорівнювала 3 дБ. Отже на вході системи ставиться конденсатор, що забезпечує завал в 1 дБ, після регулятора гучності та на виході пристрою конденсатори будуть забезпечувати завал в 1 дБ. Таким чином буде забезпечуватись сумарний завал у 3 дБ.
1.6.2 Розрахунок частотних спотворень в області високих частот
В області ВЧ необхідно враховувати частотні спотворення АЧХ транзистора. Ці спотворення розраховуються за формулою:
Знайдемо частотні спотворення, що вносить кожен транзистор:
В залежності від схеми включення транзисторами вносяться такі спотворення:
За формулою (1.33) знаходяться частотні спотворення:
Оскільки пристрій охоплений зворотнім зв'язком, то частотні спотворення зменшуються. Визначимо частотні спотворення з урахуванням ВЗЗ:
Для того, щоб на ВЧ відбувався завал у 3 дБ, необхідно на у колі зворотнього зв'язку ввести коректувальний конденсатор, що забезпечить завал на 1,87 дБ.
1.7 Розрахунок нелінійних спотворень
В залежності від ввімкнення транзистора та режиму його роботи нелінійні спотворення мають різне значення. Всі транзистори у схемі працюють у режиму великих струмів. В таблиці 1.1 наведена залежність коефіцієнту гармонік від схеми ввімкнення транзистора [4].
Таблиця 1 - Залежність коефіцієнту нелінійних спотворень від схеми увімкнення
В пристрою застосовуються дві комплементарні пари на транзисторах, що ввімкнені по схемі спільний колектор та два транзистора в схемі спільний емітер. Тому їх загальний коефіцієнт нелінійних спотворень дорівнює 6%. Оскільки пристрій охоплений зворотнім зв'язком, то коефіцієнт нелінійних спотворень зменшується. Визначимо коефіцієнт гармонік з урахуванням ВЗЗ:
Отже сумарній коефіцієнт нелінійних спотворень складатиме 0,8%.
1.8 Розробка структурної схеми пристрою на дискретних елементах
Після виконання розрахунків є можливість скласти структурну схему пристрою на дискретних елементах. Регулятор підсилення розміщується після першого каскаду. Структурна схема підсилювача наведена на рисунку 1.1.
1.9 Розробка структурної схеми пристрою на інтегральних мікросхемах
Для того, щоб зменшити та спростити розрахунки, підвищити ремонтопридатність пристрою, зменшити габарити та кількість елементів пристрою замість схеми на дискретних елементах буде використовуватись операційний підсилювач. Бажано використовувати імпортні ІМС, оскільки вони мають кращі властивості та простіші у використанні.
Визначимо коефіцієнт підсилення ОП:
Необхідно обрати підсилювач з такими параметрами:
Таким чином обирається інтегральна мікросхема PA04A [5]. Дана інтегральна мікросхема призначена для використання в якості аудіо-підсилювача класу АВ. Інтегральна мікросхема PA04A фірми Apex виготовлені у корпусах CANspecial з 12 виводами. Вони представляють собою надпотужні операційні підсилювачі та можуть бути використані в якості підсилювачів потужності низької частоти в звуковій апаратурі високого класу. В мікросхемі встроєний захист виходу від короткого замикання в навантаженні та термозахист. Для отримання максимальної вихідної потужності дану ІМС необхідно встановити на радіатор[3].
На рисунку 1.2 зображено схему стандартного включення мікросхеми:
У ході виконання курсового проекту було розроблено підсилювач звукової станції.
У першому варіанті виконання було розроблено підсилювача на дискретних елементах, але врахувавши складність регулювання, ремонту, наявність великої кількості елементів, то у ролі підсилювача було обрано ОП PA04F. Дана мікросхема має 200 Вт вихідної потужності, низький коефіцієнт гармонік, більш просту схему ввімкнення, а тому покращує роботу пристрою, полегшує ремонтопридатність, зменшує габарити. Тому використання мікросхеми в якості підсилювача є доцільним.
Було проведено електричний розрахунок всіх елементів схеми. За ТЗ необхідно було до підсилювача включити регулятор тембру, що було виконано. Проведений розрахунок регулятора тембру з врахуванням необхідної смуги робочих частот та заданого коефіцієнта регулювання. Також до схеми приєднано регулятор гучності, що виконаний у вигляді потенціометра та джерело живлення, що складається з понижуючого трансформатора, діодних мостів та згладжуючих конденсаторів.
Для підтвердження теоретичних розрахунків було проведено моделювання за допомогою пакета Electronic Workbench. Дане моделювання показало, що і підсилювач розраховано вірно. Коефіцієнт гармонік при моделюванні вийшов дещо більшим за очікуваний, але він не перевищив значення коефіцієнта нелінійних спотворень, що заданий у технічному завданні. При моделюванні підсилювача було отримано коефіцієнт підсилення та частотні спотворення, що майже відповідають розрахованим. В цілому моделювання підтверджує теоретичні розрахунки, що є, без сумніву, позитивним результатом.
Ознайомлення із процесом розробки структурної схеми радіоприймального пристрою. Проведення попереднього розрахунку смуги пропускання сигналу, чутливості пристрою та коефіцієнта підсилення. Визначення принципової схеми підсилювача проміжної частоти. курсовая работа [469,0 K], добавлен 21.05.2014
Проект радіомовного радіоприймального пристрою з амплітудною модуляцією. Вибір структурної схеми приймача, розрахунок підсилювального елемента та його високочастотних параметрів. Вибір типу транзистора вихідного каскаду підсилювача низької частоти. курсовая работа [890,9 K], добавлен 10.04.2014
Проектування підсилювача низької частоти з диференційним вхідним каскадом: розробка структурної схеми, розрахунок напруги джерела електроживлення, коефіцієнта загальних гармонійних спотворень, елементів кіл зміщення і стабілізації режиму транзисторів. курсовая работа [342,4 K], добавлен 16.03.2011
Розробка схеми підсилювача змінного струму, який має п'ять каскадів підсилення. Визначення типів транзисторів. Вибір і розрахунок інтегрального стабілізатору напруги для живлення підсилювача низької частоти та однофазного випрямляча малої потужності. курсовая работа [478,8 K], добавлен 20.09.2011
Вибір і розрахунок підсилювача потужності звукової частоти: розробка схеми, параметри мікросхеми. Вибір схеми стабілізованого джерела живлення. Розрахунок компенсаційного стабілізатора, випрямляча, силового трансформатора, радіаторів, друкованої плати. курсовая работа [105,9 K], добавлен 29.01.2014
Розробка структурної схеми проектованого пристрою для контролю і збору інформації, а також для керування об’єктами. Датчики температури. Сфера використання датчиків магнітного потоку. Вибір схеми вхідного підсилювача. Аналогово-цифрові перетворювачі. методичка [81,1 K], добавлен 25.03.2014
Класифікація, характеристики та умови експлуатації підсилювачів. Галузь використання приладу і ціль. Аналіз структурної та електричної принципової схеми та принцип роботи. Тепловий розрахунок пристрою. Розробка топології та компонування друкованої плати. курсовая работа [1,2 M], добавлен 10.01.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Підсилювач підмодулятора радіомовного передавача курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Курсовая Работа На Тему Реструктуризация Угольной Промышленности В России
Курсовая работа по теме Изменения в правовом регулировании института коммерческой тайны в связи с введением в действие IV ча...
Доклад по теме Суворов, русский полководец
Дипломная работа: Аудит и анализ основных средств и эффективность их использования
Сочинение На Тему Философская Лирика Лермонтова
Реферат На Тему Северные Монастыри России. Кирилло-Белозерский Успенский Монастырь
Реферат по теме Лазерные технологии и их применение в области астрономии
Электронная Библиотека Диссертаций Публичное Акционерное Общество
Курсовая работа по теме Незаконная добыча биологических ресурсов
Менің Болашақ Мамандығым Дизайнер Эссе
Реферат по теме Возрастные закономерности и сенситивные периоды развития базовых видов координационных способностей
Дипломная Работа Телекоммуникации
Реферат: Cloning Essay Research Paper Brian RowanWriting II21
Курсовая Работа На Тему Налоги: Сущность, Виды И Функции
Лизоцим. Механизмы иммунитета
Сочинение по теме Русская литература и русский календарь
Реферат: Современная ситуация в языке морали. Необходимость преодоления морали
Сочинение Вариант 5
Сочинение На Английском Про Себя С Переводом
Курсовая работа по теме Пространство как основная категория геополитики
Анализ отдельных видов гражданско-правовых конструкций приобретения права собственности на недвижимое имущество по российскому законодательству - Государство и право курсовая работа
Вимірювальні сигнали - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника учебное пособие
Euphemisms: history, types and examples - Иностранные языки и языкознание курсовая работа